Question

20．同位素示蹤法是利用放射性元素作為示蹤劑對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法，研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等．用于示蹤技術(shù)的放射性同位素一般是用于構(gòu)成細(xì)胞化合物的重要元素，如³H、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、³²P、³⁵S等．
（1）如果用³H標(biāo)記兩個(gè)氨基酸的氨基，則這兩個(gè)氨基酸脫水縮合形成二肽的過程中，生成的水的相對(duì)分子質(zhì)量為20．
（2）用¹⁴C標(biāo)記的氨基酸研究豚鼠胰腺細(xì)胞分泌蛋白的合成和運(yùn)輸時(shí)，含放射性的物質(zhì)將依次出現(xiàn)在細(xì)胞的核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體（填細(xì)胞器）中，然后經(jīng)細(xì)胞膜分泌出細(xì)胞外．
（3）如果某健康的成人攝入過量的¹⁵N-賴氨酸，一段時(shí)間后，從其體內(nèi)提取某種蛋白質(zhì)，徹底水解后最多能得到13種含¹⁵N的氨基酸．（提示：人體必需的氨基酸有8種，非必需的氨基酸有12種．）
（4）如圖表示較強(qiáng)光照射且溫度相同，以及水和小球藻的初始質(zhì)量均相等的條件下，小球藻進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)示意圖．一段時(shí)間后，試管①釋放的Y₁的質(zhì)量小于（填大于、等于或小于）試管②釋放的Y₂的質(zhì)量．

Answer 1

分析 放射性同位素標(biāo)記法在生物學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用，如：
（1）用³⁵S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，用³²P標(biāo)記噬菌體的DNA，分別侵染細(xì)菌，最終證明DNA是遺傳物質(zhì)；
（2）用³H標(biāo)記氨基酸，探明分泌蛋白的合成與分泌過程；
（3）¹⁵N標(biāo)記DNA分子，證明了DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制；
（4）卡爾文用¹⁴C標(biāo)記CO₂，研究出碳原子在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑，即CO₂→C₃→有機(jī)物；
（5）魯賓和卡門用¹⁸O標(biāo)記水，證明光合作用所釋放的氧氣全部來自于水．

解答 解：（1）脫水縮合是指一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫出一分子水，所以脫去的水分子中的氫原子來自氨基和羧基．因此，如果用³H標(biāo)記兩個(gè)氨基酸的氨基，則這兩個(gè)氨基酸脫水縮合形成二肽的過程中，生成的水（³HHO）的相對(duì)分子質(zhì)量為20．
（2）分泌蛋白質(zhì)合成與分泌過程：核糖體合成蛋白質(zhì)→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行粗加工→高爾基體進(jìn)行再加工形成成熟的蛋白質(zhì)→細(xì)胞膜，整個(gè)過程還需要線粒體提供能量．所以用³H標(biāo)記的氨基酸在豚鼠的胰腺細(xì)胞研究分泌蛋白的合成和運(yùn)輸時(shí)，含放射性物質(zhì)依次出現(xiàn)在細(xì)胞的核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中，最后經(jīng)細(xì)胞膜分泌出細(xì)胞外．
（3）人體必需的氨基酸有8種，非必需的氨基酸有12種，因此如果某健康的成人攝入過量的¹⁵N-賴氨酸，一段時(shí)間后，從其體內(nèi)提取某種蛋白質(zhì)，徹底水解后最多能得到13種含¹⁵N的氨基酸．
（4）光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧來自水，因此一段時(shí)間后，試管①釋放的Y₁（O₂）的質(zhì)量小于試管②釋放的Y₂（¹⁸O₂）的質(zhì)量．
故答案為：
（1）20 
（2）核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體
（3）13 
（4）小于

點(diǎn)評(píng) 本題以同位素標(biāo)記法為背景，考查脫水縮合、光合作用、細(xì)胞器的協(xié)調(diào)合作，要求考生掌握氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)的具體過程，識(shí)記光合作用過程，識(shí)記細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能，掌握分泌蛋白合成與運(yùn)輸過程．